تطوير جلد اصطناعي يتماثل للشفاء ذاتيا

طوّر باحثون من جامعة دونغوا الصينية ومركز جوليتش لعلوم النيوترون في ألمانيا جلدا اصطناعيا أيونيا، يتألف من غشاء نانوي مرن قابل للشفاء ذاتيا، وبنية شبيهة بجلد الإنسان.

وطوال الأعوام السابقة، وعلماء الروبوتات والمواد يحاولون صناعة جلود تشبه جلد البشر وتقوم بوظائفها، لإكساب الروبوتات الإحساس باللمس وحماية جسدها.

ويمتاز الجلد الاصطناعي الذي أعلن عنه الباحثون في دراسة منشورة في مجلة "نيتشركوميونيكشنز العلمية" بمقاومته للتآكل ونعومة ملمسه.

وبحسب موقع تك إكسبلور، قال الباحث شينغتونغ صن، المشارك في الدراسة:  "نعلم أن الجلد هو أكبر عضو في جسم الإنسان، ويعمل على حماية جسمنا وإكسابنا القدرة على اللمس".

وأضاف: "مع تطور الذكاء الاصطناعي والروبوتات، يسعى الباحثون إلى تغطية أجسام الروبوتات البشرية بجلد اصطناعي يحاكي صفات جلد الإنسان، ليستطيعوا التعامل مع ظروف البيئة الخارجية".

ويشكل تعقيد بنية جلد الإنسان تحديا صعبا أمام محاولة تقليد خصائصه ووظائفه؛ مثلا يستطيع الجلد الإحساس بالضغط وملمس الأسطح وتغيرات الحرارة بالاعتماد على الإشارات الكهربائية الأيونية.

وتابع صن: "يستطيع جلدنا شفاء جروحه واستعادة وظائفه وبنيته خلال أيام، ورغم مرونته فهو صلب ومقاوم للاهتراء (..) الجلد البشري يتعرض لمليون دورة من الاهتراء خلال العام نتيجة الحركة، ومع ذلك لا يهترئ لأنه مقاوم للتآكل بشدة".

واستوحى الباحثون بنية الجلد الطبيعي لتصميم غشاء نانوي اصطناعي قادر على شفاء ذاته خلال مدة قصيرة، مع مجموعة أيونية تحاكي وظائف الكولاجين في الجلد.

وأدى ذلك إلى صناعة مادة مرنة شبيهة بالجلد وتتصف بمقاومة الإجهاد والتآكل، مع المرونة والقدرة على الاستجابة للتغيرات الشكلية.

وأحرز الجلد الاصطناعي نتائج واعدة في الاختبارات الأولية، واستطاع الصمود إلى 10 آلاف دورة من تعريضه للشد، وبلغت قدرته على مقاومة التآكل ضعف قدرة العضلات عند البشر.

ويسعى صن وزملاؤه إلى تحسين مقاومة الجلد للعوامل البيئية في المستقبل، مثل مقاومة ظروف تغير الرطوبة، إذ إنه في البيئات الجافة يصبح الجلد الاصطناعي قاسيا وتقل قدرته على الشفاء الذاتي.